Diffusionsbonden:Prinzip, Arbeitsweise, Anwendung, Vor- und Nachteile

Heute lernen wir das Prinzip des Diffusionsschweißens, Arbeitsweise, Anwendung, Vor- und Nachteile kennen. Diffusionsschweißen ist ein Festkörperschweißverfahren, bei dem keine Flüssig- oder Schmelzphase auftritt und die Schweißverbindung in reinem Festkörper gebildet wird. Es schmilzt das Schweißmaterial nicht und an der Grenzfläche findet meist eine kleine plastische Verformung statt, und die Schweißnaht entsteht aufgrund intermolekularer Diffusion. Dieser Verbindungsprozess wird im Vakuum oder in einer inerten Umgebung durchgeführt, um die Oxidation zu reduzieren. Dies wird häufig verwendet, um Refektoriumsmaterialien in der Luft- und Raumfahrt- und Nuklearindustrie zu verbinden. Diese Art des Schweißens kann verwendet werden, um sowohl ähnliche als auch unterschiedliche Materialien mit Hilfe von hohem Druck und hoher Temperatur zu schweißen.

Diffusionsbindung:

Prinzip und Funktionsweise:

Dieser Prozess funktioniert nach dem Grundprinzip der Diffusion. Diffusion bedeutet Bewegung von Molekülen oder Atomen aus dem Bereich hoher Konzentration in den Bereich niedriger Konzentration. Dies ist das Grundprinzip des Diffusionsschweißens. Bei diesem Schweißverfahren werden die beiden Schweißplatten unter hohem Druck und hoher Temperatur über einen langen Zeitraum übereinander angeordnet. Diese Hochdruckkraft startet die Diffusion zwischen Grenzflächen. Diese Diffusion kann durch die Anwendung hoher Temperatur beschleunigt werden. Diese Temperatur schmilzt die Schweißplatten nicht. Der Temperaturbereich beträgt etwa 50–60 % der Schmelztemperatur. Dieser gesamte Prozess findet im Vakuum oder in einer inerten Umgebung statt, die die Schweißplatten vor Oxidation schützt.

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Die Funktionsweise des Diffusionsbondens kann wie folgt zusammengefasst werden.

• Zunächst die beiden Schweißplattenoberflächen zum Schweißen vorbereiten. Bei diesem Prozess werden beide Grenzflächen gleich flach gemacht, was eine Grundvoraussetzung für den Diffusionsprozess ist. Die Grenzflächen sollten gut bearbeitet, gereinigt und poliert werden, wodurch alle chemischen Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt werden. Verunreinigungspartikel können die Diffusion zwischen den Schweißplatten reduzieren.
• Nun werden beide Platten eingespannt und übereinander gelegt. Diese Anordnung wird in einer Vakuumkammer oder in einer inerten Umgebung platziert. Dadurch wird die Schweißfläche vor Oxidation geschützt.
• Ein hoher Druck und eine hohe Temperatur werden auf diese Baugruppe angewendet, um die Diffusion zu starten. Die durch die Ofenheizung oder elektrische Widerstandsheizung aufgebrachte Temperatur. Der Hochdruck wird durch eine hydraulische Presse, Eigengewicht oder durch den Differenzgasdruck aufgebracht. Diese Bedingungen werden über einen langen Zeitraum für eine ordnungsgemäße Diffusion aufrechterhalten.
• In der Anfangsphase dieses Prozesses findet eine lokale Verformung an der Grenzfläche aufgrund von Kriechen und Fließen statt. Nun findet die Diffusion statt, die eine Grenzflächengrenze bildet.
• Nach einer langen Zeit diffundieren beide Platten richtig ineinander, was eine starke Verbindung ergibt. Die Grenzflächen verschwinden, wodurch eine saubere Verbindung entsteht. Diese Verbindung hat die gleichen Eigenschaften oder Festigkeiten wie das Grundmaterial.

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Vor- und Nachteile:

Vorteile:

• Die Verbindung hat die gleichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften wie das Ausgangsmaterial.
• Dieser Prozess erzeugt eine saubere Verbindung, die frei von Grenzflächenunterbrechungen und Porosität ist.
• Sowohl ähnliche als auch unterschiedliche Materialien können durch Diffusionsverbindungsverfahren verbunden werden.
• Es bietet eine gute Dimensionstoleranz. Daher wird es zur Herstellung von Präzisionskomponenten verwendet.
• Niedrige Betriebskosten.
• Es ist einfach in der Arbeit.
• Es werden keine Füllmaterialien, Flussmittel usw. verwendet, die beim Lichtbogenschweißen verwendet werden verarbeiten.
• Es kann komplexe Formen schweißen.

Nachteile:

• Hohe Anfangs- oder Einrichtungskosten.
• Es ist ein zeitaufwändiger Prozess. Es dauert länger als bei anderen Schweißverfahren.
• Oberflächenvorbereitungen von Schweißblechen sind kritischer und schwieriger.
• Die Größe der Schweißnaht ist je nach verfügbarer Ausrüstung begrenzt.
• Dieses Verfahren ist nicht für die Massenproduktion geeignet.
• Hängt stark von Schweißparametern wie Oberflächenbeschaffenheit, Schweißmaterial, Temperatur, Druck usw. ab

Anwendung:

• Es wird hauptsächlich zum Schweißen von Feuerfestmaterialien verwendet, die in der Luft- und Raumfahrt- und Nuklearindustrie verwendet werden.
• Diffusionsschweißen wird zum Schweißen von Titan-, Zirkonium- und Berylliummetallen und deren Legierungen verwendet.
• Es kann Nickellegierungen wie Inconel, Wrought Udimet usw. schweißen.
• Es wird verwendet, um unterschiedliche Metalle wie Cu mit Ti, Cu mit Al usw. zu schweißen.

Hier geht es um Prinzip, Arbeitsweise, Anwendung, Vor- und Nachteile des Diffusionsschweißens. Wenn Sie Fragen zu diesem Artikel haben, stellen Sie diese per Kommentar. Wenn Ihnen dieser Artikel gefällt, vergessen Sie nicht, ihn in Ihren sozialen Netzwerken zu teilen. Abonnieren Sie unsere Website für weitere interessante Artikel. Danke fürs Lesen.